【正文】 en)與施旺 (T． Schwann) 分別于 183 1839年提出植物和動物均由細(xì)胞組成。十九世紀(jì)的科技成就 (2)二、重要技術(shù)發(fā)明： 1814年 7月 25日由英國司蒂芬森 (G． Stepherson)發(fā)明： 1821年由法拉第 (M. Faraday) 發(fā)現(xiàn) ： 1866年由西門子 (E． W． Siemens)發(fā)明 ： 1876年由貝爾發(fā)明 ： 1879年由愛迪生發(fā)明 :1895年分別由意大利馬可尼和俄羅斯 波波夫發(fā)明： 1885年由德國本茨發(fā)明： 1903年由美國萊特兄弟發(fā)明二十世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)二十世紀(jì)偉大的科技成就一、四大基礎(chǔ)理論1）量子力學(xué)； 2）相對論； 二、五大基本模型1）宇宙演化的大爆炸模型； 2）物質(zhì)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模型； 3） DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型； 4）圖靈計算機模型； 5）地殼結(jié)構(gòu)的板塊模型。3）信息控制技術(shù)。2） 愛因斯坦 解釋光電效應(yīng)時，指出了光的波粒二重性。解決了波粒二重性問題：粒子的能量與波動的頻率成正比，動量與波長成反比。出了狹義 在兩個假設(shè)：（ 1）一切 物理定理在所有慣性系統(tǒng)中保持不變（ 2）光速在真空中不變的前提下，給出運動物體 長度收縮、時鐘變慢、慣性質(zhì)量加大 （質(zhì)速關(guān)系）以及質(zhì)量同能量的關(guān)系（ 質(zhì)能關(guān)系 ）四個不可思議的結(jié)果。而 質(zhì)能關(guān)系式：E一能量， m一質(zhì)量， C一光速更預(yù)示了原子能的巨大蘊藏。規(guī)律。 2)1973年美國的科恩和博耶演示了世界 上第一例 DNA分子重組，打開了理解生 命奧秘的大門。二十世紀(jì)的四大基礎(chǔ)理論（ 4） （又稱橫斷科學(xué)）1）研究范疇： 構(gòu)成世界的三大要素：物質(zhì)、能量、信息； 運動和變化的要素：形式、結(jié)構(gòu)、關(guān)系； 三大規(guī)律：物質(zhì)變化、能量轉(zhuǎn)化、信息控制；2）分類： 信息論： 是研究信息的基本性質(zhì)、度量方法以及信息的表達(dá)、獲取、傳輸、存儲、處理和交換的一般規(guī)律的科學(xué)。 控制論： 是對自然、機器、人類、社會以及其交融的系統(tǒng)實現(xiàn)通訊與控制，達(dá)到優(yōu)化目的的科學(xué)。目前 ,控制論與系統(tǒng)論已統(tǒng)一。二十世紀(jì)的五大基本模型（ 1） 1.2） 宇宙大爆炸模型： 200億年前的宇宙是基本粒子組成的 “宇宙湯 ” 四種基本力：引力、強力、弱力、電磁力逐一分化出來 → 物質(zhì)形態(tài)依此演化為原子、氣態(tài)、恒星體系、現(xiàn)在的宇宙。二十世紀(jì)的五大基本模型（ 2） 2.粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型1） 20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)了 數(shù)百種微粒子 ,它們由兩類 十二種基本粒子 構(gòu)成它們是 夸克 (上、下、奇異、粲、底、頂 )和 輕子 （電子、 ?子、 ?子、電子中微子、 ?子 中微子）。引力和電磁力在宏觀世界可觀察到，強力和弱力只有在微觀世界的粒子作用中才顯露。輕子只參與引力、電磁力、和弱力作用，而不參與強力相互作用。3）從四種力的作用來看，基本粒子為三種： 夸克、輕子、傳播子（傳遞力的粒子）。），傳遞弱力的是 W +、 W 、 Z0中間玻色子 （質(zhì)量是質(zhì)子的 8090倍），傳遞電磁力的是 光子 （質(zhì)量為 0），傳遞引力的傳播子至今尚未發(fā)現(xiàn)。二十世紀(jì)的五大基本模型（ 4） 4.圖靈的計算機模型1936年，圖靈在其著名的論文《 論可計算數(shù)在判定問題中的應(yīng)用 （ OnnumbersantoEntscheidungs這種機器，后人稱之為 “圖靈機 ”。工作帶由大小相同的 方格 組成，方格內(nèi)記載著字母表上的符號。這種機器能進(jìn)行多種運算并可用于證明一些著名的定理。圖靈機的思想 奠定了整個現(xiàn)代計算機發(fā)展的理論基礎(chǔ)。地殼結(jié)構(gòu)的板塊模型1） 大陸漂移說： 創(chuàng)始人是魏格納，他在《海陸的起源》一書中論述了南美和非洲大陸可能拼合在一起的思想、大西洋兩岸的許多生物有親緣關(guān)系，在巖石、地層和皺褶構(gòu)造等上也相當(dāng)吻合。2） 海底擴張說： 地球上部是巖石圈和軟流圈，其下為高溫地幔的環(huán)形對流體，它驅(qū)使地幔的熾熱物質(zhì)從洋脊的裂谷中涌出，冷卻后形成新的海底，并推原來的海底向兩側(cè)擴張，是海底同大陸一起在地幔對流體上漂移。 全球分為七大板塊：太平洋、亞歐、印澳、非洲、北美、南美和南極板塊。二十世紀(jì)的重大技術(shù)成就 (1)、倫琴和居理夫人。俄國齊奧爾科夫斯基 提出火箭飛行理論。正在研制 l000人的超音速客機。 10月 4日蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星， 1969年 7月 21日美國阿波羅 1l號飛船第一次登月， 1977年第一次 航天飛機載人飛行。 二十世紀(jì)的重大技術(shù)成就 (2) 8月 6日在日本廣島， 8月 9日在長崎投下原 子彈。 (意 )實現(xiàn)第一次無線通訊， 1904年 弗萊明發(fā)明真空二極管， 1948年肖克利發(fā)明晶體 管， l968年美國實現(xiàn)第一條光纖通訊。，時速 400— 500公里。 隆技術(shù)產(chǎn)生的羊 “ 多莉 ” ，實現(xiàn)了生命的復(fù)制。W.P.N.W.從信息論上看，是一個劃時代的飛躍。Kay發(fā)明了第一臺 “辦公室計算機 ”。B.B.5） J.二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(1)一、中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移 目前是發(fā)展高峰期，預(yù)計其中心科學(xué) 技術(shù)的地位還可持續(xù)四十年。 智能化趨勢現(xiàn)已顯露，預(yù)計 21世紀(jì) 70 年代開始將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中心21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(2)二、世界科技中心（地區(qū)或國家）的轉(zhuǎn)移 中國（公元 3世紀(jì) — 公元 13世紀(jì)） → 意大利（ 1540年 —1610 年） → 英國（ 1660年 —1730 年） → 法國（ 1770年 —1830 年） → 德國（ 1810年 —1920 年） → 美國（ 1920年 — ） → 可能轉(zhuǎn)向東方（日本、中國）從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到技術(shù)發(fā)明高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域(1) 信息科學(xué)技術(shù)（包括微電子、光電子科學(xué)技術(shù)）(2) 生物科學(xué)技術(shù)（包括生命科學(xué)技術(shù)）(3) 新能源科學(xué)技術(shù)（包括核能科學(xué)技術(shù)）(4) 新材料科學(xué)技術(shù)（包括納米科學(xué)技術(shù)）(5) 環(huán)境科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)）(6) 航空航天科學(xué)技術(shù)（包括空間及軍事科學(xué)技術(shù)）(7) 海洋科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)）(8) 先進(jìn)制造科學(xué)技術(shù)（包括微機電系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）(9) 管理科學(xué)技術(shù)（包括軟科學(xué)技術(shù)）(10)認(rèn)知科學(xué)技術(shù)（包括人腦和智能系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）21世紀(jì)改變?nèi)祟惖目茖W(xué)技術(shù)科學(xué) 技術(shù)物質(zhì)科學(xué) 信息技術(shù)生命科學(xué) 生物技術(shù)納米技術(shù)能源技術(shù)12個重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目1.信息安全與電子政務(wù)及電子金融3.電動汽車5.創(chuàng)新藥物與中藥現(xiàn)代化7.奶業(yè)發(fā)展9.10.11.12.106厘米到 3億 公里從大分子到太陽系牛 頓 力學(xué)微觀 1017米 =1015厘米從 3106厘米從基本粒子到大分子量子力學(xué)渺觀 1036米 =1034厘米3 這三個常數(shù)結(jié)合成一個長度 ,即 (hG/2πc 3)1/2≈10 34厘米 , 這個長度正好就是 “ 超弦 ” 的尺度 . 1015厘米 , “ 超弦 ” 的尺度比它 小 19個數(shù)量級。 109米，介于 “ 宏觀 ” 與 “ 微觀 ” 之間，這一領(lǐng)域 的許多物理學(xué)特性尚未研究清楚。 “宇宙黑洞 ”之迷 。由 e、 c、 h改變； 。 ,。 ：網(wǎng)絡(luò)化與參與式將減少級的管理層次，生產(chǎn)單元將成為有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)功能的生產(chǎn)自治體 (智能體 )，增加部門協(xié)同、增加生產(chǎn)廠家和消費者的直接銷售。人們可以在家中辦公，集中開會沒有絕對必要，家庭將成為社會的最重要的基本單元。 、影響綜合國力、影響國家地位。 2）目前上海中芯公司 (與臺灣合作 )即為 ?水平。 4） IBM公司稱 2023年 8月已用單分子碳納米管制成了世界上最小的邏輯電路。 :光刻機 從美進(jìn)口 1千萬元 /臺， 從荷蘭進(jìn)口只 700萬元 /臺。 :有兩種： 1）一種是 生物分子邏輯元件 (如人的視網(wǎng)膜分子 )的芯片，這種生物芯片的速度比半導(dǎo)體芯片還可提高 100倍； 2）另一種是醫(yī)療檢測用的生物芯片。未來的計算機 (1)216。按照 摩爾定律 ，每過 18個月，微芯片的集成度翻一番。當(dāng)刻線寬度 小于 30納米 時，就會發(fā)生 量子效應(yīng) ：電子可以越過導(dǎo)線和 絕緣層，從一個地方跳到另一個地方，甚至發(fā)生短路。 預(yù)計刻線寬度達(dá)到 5070納米時，硅電子芯片的集成 電路便達(dá)到頂點，這大概在 2023年 左右達(dá)到。 基于集成電路的計算機短期內(nèi)還不會退出歷史舞臺。未來的計算機 (2)— 超導(dǎo)計算機216。芯片的集成度越高，計算機的體積越小，這樣才不致因信號傳輸?shù)@樣一來就使 機器發(fā)熱嚴(yán)重 。路是研制超導(dǎo)計算機。 1962年，英國— 超導(dǎo)體組成的器件（ 約瑟夫遜元件 ），當(dāng)對其兩端加電壓時，流，而該器件兩端的壓降幾乎為零。使用約瑟夫遜器件的超導(dǎo)計算機的 耗電量僅為其幾千分之一 ，而216。1999年 11月，日本超導(dǎo)技術(shù)研究所與企業(yè)合作，制作了由 1萬個約據(jù)悉，該所定于 2023年生未來的計算機 (3)— 納米計算機216。在納米尺度下，由于有量子效應(yīng)，硅微電子芯片便不能工作。如果在納米尺度下，利用有限電子運動所表現(xiàn)出來的量子效應(yīng)，可能就能克服上述困難。它們有可能發(fā)展成為未來納米計算機技術(shù)的基礎(chǔ)。存儲：它以不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，以大量的透鏡、棱鏡216。研制光計算機的設(shè)想早在 20世紀(jì) 50年代后期就已提出。米勒研制成功小型光開關(guān)，為同實驗室的艾倫 1990年 1月，黃的實驗室開始用光計算機工作。上述貝爾實驗室的光計算機就采用了混合型結(jié)構(gòu)。216。研制光計算機，需要開發(fā)出可用一條光束控制另一條光束變化的光學(xué) “晶體管 ”。因此，要想短期內(nèi)使光學(xué)計算機實用化還很困難。阿德勒曼在《科學(xué)》上公布了 DNA計算機的理論，引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。216。更重要的是， 它的能耗非常低，只有電子計算機的一百億分之一。 與傳統(tǒng)的 “ 看得見、摸得著 ” 計算機不同，目前的 DNA計算機還是 躺在試管里的液體。未來的計算機 (6)— 量子計算機216。量子計算機以處于量子狀態(tài)的原子作為中央處理器和內(nèi)存，利用 原子的量子特性進(jìn)行信息處理。 由于原子具有在同一時間處于兩個不同位置的奇妙特性，即處于 量子位的原子既可以代表 0或 1，也能同時代表 0和 1以及 0和 1之間 的中間值，故無論從數(shù)據(jù)存儲還是處理的角度，量子位的能力都 是晶體管電子位的兩倍。216。(2)2023年 8月統(tǒng)計 ,我國家庭擁有電腦 900多萬臺 , 普及率達(dá) %。(4) 2023年 7月固定、移動電話總數(shù)達(dá) ， 其中固定電話 ,移動電話 ,已 大大超過美國 ,居世界第一位。到 2023年，信息產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模再翻一番。在信息化過程中值得注意的若干問題（ 1）216。信息化與工業(yè)化要均衡發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)脫 信息技術(shù)只是工具，它本身不是產(chǎn)品；216。發(fā)達(dá)國家，信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占 GDP的40%60%, 目前我國信息化的水平不到發(fā)達(dá)國家的 在信息化過程中值得注意的若干問題（ 2）1.目前，3.我國計算機公司的利潤只有 2%—3% ，而國外做系統(tǒng)4.芯片的公司的利潤一般為 25%—35% 。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部的調(diào)查，目前上網(wǎng)的7.人群中， 30% 看休閑信息， 22% 看黃色信息。9.軟件要大力發(fā)展，印度的軟件出口額是我國的 30倍。 (如抗蟲棉花 ) 特效藥品 (如乙肝疫苗 )和移植器官 (轉(zhuǎn)基因的動物器官 移給人體 )。、心血管、老年癡呆、過敏等疾病。 21世紀(jì)的生物技術(shù) (2)、分子馬達(dá)、分子傳感器等 機器元件，并集成為微型電腦和機器人。，以提高 記憶、恢復(fù)視力、聽力等。 大提高機器進(jìn)行圖形、文字和語音識別的能力以及判 斷的水平。● 細(xì)胞核由染色體組成 (人體有 23對 )；● 染色體：由成對出現(xiàn)的條狀體 (DNA經(jīng)蛋 白質(zhì)包裝 )組成；● DNA： 稱脫氧核糖核酸，其基本單元是脫 氧核苷酸；● 基因：是有遺傳效應(yīng)的 DNA片段?？寺⊙?“多利 ”的照片01年 11月 25日美國馬薩諸塞州伍斯特先進(jìn)細(xì)胞技術(shù)公司宣布，首次利用克隆技術(shù)培育出人類早期胚胎 。干細(xì)胞研究與臨床應(yīng)用 “ 干 ”, 是 “ 樹干 ” 和 “ 根源 ” 的意思。 ,絕大多數(shù)疾病 ,從脊髓損傷、帕金森氏綜合癥、 糖尿病，到癌癥和艾滋病，都可望借助干細(xì)胞技術(shù)得到